JP2007017127A - 膨張弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 弁体の横振動を阻止して騒音の発生を防止できる膨張弁を、低コストに提供する。
【解決手段】 本発明の膨張弁によれば、弁座１３に一体成形された収容部４１からなる横振動防止構造により、弁体１４が弁部の開閉方向と直角な方向、つまり横方向へ移動するのが阻止されるため、弁体１４の横振動が阻止され、騒音の発生が防止される。また、横振動防止構造がボディ２をダイカスト成形する際に同時に形成されるため、切削加工等に比べて加工時間が短くなり、また材料の歩留まりも向上する。その結果、低コストに製造することができる。特に、収容部４１が複数の係止部４２及び通路部４３からなり、その形状が複雑になっているが、ダイカストによれば容易に形成できるという利点がある。
【選択図】 図２

Description

本発明は、上流側から導入された冷媒を内部の弁部を通過させることにより絞り膨張させて下流側に導出する膨張弁に関する。

自動車用エアコン装置の冷凍サイクルは、一般に、循環する冷媒を圧縮するコンプレッサと、圧縮された冷媒を凝縮するコンデンサと、冷凍サイクル内の冷媒を溜めるとともに凝縮された冷媒を気液に分離するレシーバと、分離された液冷媒を絞り膨張させる膨張弁と、膨張弁で膨張された冷媒を蒸発させるエバポレータとにより構成されている。

このうち、膨張弁には、例えばエバポレータ出口の冷媒の温度及び圧力を感知してエバポレータに送り出す冷媒の流量を制御する温度式膨張弁が用いられる。この温度式膨張弁は、レシーバからエバポレータへ向かう冷媒を通過させる第１の通路と、エバポレータから戻ってきた冷媒を通過させてコンプレッサへ導出する第２の通路が形成されたボディを備える。このボディの第１の通路の中間部には、冷媒の流量を調整するための弁部を構成する弁孔が設けられている。この弁孔の端部周端縁により規定される弁座には、同じく弁部を構成する例えば球状の弁体が接離する。また、このボディの第２の通路側の端部には、この第２の通路を流れる冷媒の温度及び圧力を感知して、シャフトを介して弁体に開弁方向の駆動力を付与するパワーエレメントが設けられている。さらに、ボディの第１の通路側の端部には、弁体をシャフトと反対側で支持するとともに、その弁体に閉弁方向の付勢力を付与するスプリングが配置されている（例えば特許文献１参照）。

そして、パワーエレメントによる開弁方向の力とスプリングによる閉弁方向の力とがバランスする位置に弁体が保持され、そのときの弁開度に応じた流量の冷媒が弁部を通過して流れるようになっている。

ところで、このような膨張弁のボディは、一般に、軽量で加工性に優れたアルミニウム合金を押出成形して中実の半製品を作製した後、第１の通路（弁孔を含む）や第２の通路を切削加工して製造される。その後、シャフト、弁体、スプリング、パワーエレメント等が順次組み付けられる。このとき、シャフトと弁体とは互いに逆方向から組み付けられるが、球状の弁体は平坦なシャフトの端面にほぼ点接触で当接しているに過ぎない。このため、第１の通路を介して高圧の冷媒が導入されると、弁体がその冷媒流によってシャフトの端面に沿って横方向に振動し、その振動が増幅されることにより騒音が発生する場合があった。

このような弁体の横振動の問題を解決するために、例えばシャフトの弁体との当接面に凹部を形成することにより、弁体が横方向に移動するのを阻止するようにした膨張弁が提案されている（例えば特許文献２参照）。

また、弁体におけるシャフトの端面との接触面を平坦に形成してその接触部の摩擦力を大きくすることにより、弁体が横方向に移動するのを抑制できるようにした膨張弁も提案されている（例えば特許文献３参照）。
特開平１１−３２５６６０号公報 特開２００１−９１１０８号公報 特開２０００−１８７７３号公報

しかしながら、一般に面積が小さいシャフトの端面に弁体の形状に沿った球面状の凹部を加工したり、小さな球状の弁体の一部に平坦面を加工したりするには精密な加工技術を要する。また、これらの加工を特に切削により行う場合には、加工時間がかかるとともに材料の歩留まりが悪いため、製造コストが嵩むといった問題がある。

なお、このような問題は、温度式膨張弁に限らず、電磁式その他の膨張弁においても同様に存在する場合がある。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、弁体の横振動を阻止して騒音の発生を防止できる膨張弁を、低コストに提供することを目的とする。

本発明では上記問題を解決するために、上流側から導入された冷媒を、内部の弁部を通過させることにより絞り膨張させて下流側へ供給する膨張弁において、金属のダイカストにより弁座が一体成形されたボディと、前記弁座に接離可能に配置されて前記弁部を開閉する弁体と、前記ダイカストにより前記弁座に一体成形され、前記弁体が前記弁座に接離する際に前記弁部の開閉方向と直角な方向への移動するのを阻止する横振動防止構造と、を備えたことを特徴とする膨張弁が提供される。

このような膨張弁においては、弁座に一体成形された横振動防止構造により、弁体が弁部の開閉方向と直角な方向、つまり横方向へ移動するのが阻止されるため、弁体の横振動が防止される。この横振動防止構造は、ボディのダイカスト成形の際に同時に成形されるため、複雑な形状であっても簡易かつ迅速に形成される。

本発明の膨張弁によれば、弁座に一体成形された横振動防止構造により弁体の横振動が阻止され、騒音の発生が防止される。また、横振動防止構造がボディのダイカスト成形の際に同時に形成されるため、切削加工等に比べて加工時間が短くなり、また材料の歩留まりも向上する。その結果、低コストに製造することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態は、本発明の膨張弁を自動車用エアコン装置の冷凍サイクルに適用される温度式膨張弁として具体化したものである。図１は、本実施の形態に係る膨張弁の中央縦断面図である。

膨張弁１は、後述するアルミニウム合金のダイカストによって形成されたボディ２を有する。このボディ２は略角柱状をなすが、その側面のいたるところに軽量化のための肉抜き部が設けられている。ボディ２の内部には冷媒の絞り膨張を行う弁部が設けられ、その長手方向の端部には、感温部として機能するパワーエレメント３が設けられている。

ボディ２の側部には、レシーバ（コンデンサ側）から高温・高圧の液冷媒を受けるポート４と、弁部を介して絞り膨張された低温・低圧の冷媒をエバポレータへ供給するポート５と、エバポレータから戻ってきた冷媒を受けるポート６と、その冷媒をコンプレッサへ戻すポート７とが設けられている。ポート４、ポート５及びこれらをつなぐ冷媒通路により第１の通路８が構成され、ポート６、ポート７及びこれらをつなぐ冷媒通路により第２の通路９が構成されている。第１の通路８のポート４及びポート５の各開口端には、それぞれレシーバ、エバポレータにつながる配管を接続する際に介装させるシール部材のシール面が設けられている。このシール面は、その開口端に向って広がるようにテーパ状に形成されている。また、第２の通路９のポート６及びポート７の各開口端にも、それぞれエバポレータ、コンプレッサにつながる配管を接続する際に介装させるシール部材のシール面が設けられている。このシール面も、その開口端に向って広がるようにテーパ状に形成されている。

また、ボディ２において、第１の通路８のポート４側に位置する冷媒の導入通路１０と、ポート５側に位置する冷媒の導出通路１１との間には、これらを接続する弁孔１２が形成されており、この弁孔１２の上流側開口端部により弁座１３が構成されている。導入通路１０と導出通路１１は、図示のように互いに異なる軸線上に沿って延びるように配置されており、弁孔１２が両通路に直交するように形成されて両通路を接続している。なお、弁部の詳細な構成については後述する。

弁座１３の上流側には、弁座１３とともに弁部を構成する球状の弁体１４が配置されている。また、ボディ２の下端部には、この第１の通路８にほぼ直交して外部と連通する開口部１５が形成されており、この開口部１５を封止するようにアジャストねじ１６が螺合されている。アジャストねじ１６の先端面には円溝状のスプリング受け部１７が形成され、このスプリング受け部１７には、弁体１４との間に介装されてこの弁体１４を弁座１３に着座させる方向に付勢するコイルスプリング１８の一端部が収容されて支持されている。このアジャストねじ１６のボディ２への螺入量を調整することで、コイルスプリング１８の荷重を調整できるようなっている。つまり、このアジャストねじ１６は、開口部１５内で位置調整されることによりコイルスプリング１８の弾性力を調整可能なアジャスト機構として機能する。また、アジャストねじ１６とボディ２との間には、内部の冷媒が開口部１５を通って外部に漏洩することを阻止するＯリング１９が介装されている。

また、ボディ２の上端部には、第２の通路９にほぼ直交して外部と連通する開口部２０が形成されており、この開口部２０を封止するようにパワーエレメント３が固定されている。このパワーエレメント３は、ステンレス材からなるアッパーハウジング２１及びロアハウジング２２と、これらによって囲まれた空間を仕切るように配置された可撓性のある金属薄板からなるダイヤフラム２３と、このダイヤフラム２３の下面に配置されたディスク２４とによって構成されている。アッパーハウジング２１とダイヤフラム２３とによって密閉された感温室には、感温用ガスが封入されている。パワーエレメント３とボディ２との間には、内部の冷媒が開口部２０を通って外部に漏洩することを阻止するＯリング２５が介装されている。第２の通路９を通過する冷媒の圧力及び温度は、ディスク２４に設けられた孔部又はスリットを通ってダイヤフラム２３の下面に伝達される。

ディスク２４の下方には、ダイヤフラム２３の変位を弁体１４へ伝達するシャフト２６が配置されている。このシャフト２６は、ボディ２に形成された貫通孔２７を挿通している。この貫通孔２７は、その上部に大径部２８、下部に小径部２９を有しており、大径部２８の上部開口端は、テーパ状の面取りがされた形状に形成されている。貫通孔２７の大径部２８には、シャフト２６と貫通孔２７との間を完全にシールするＯリング３０が配置され、貫通孔２７における冷媒のバイパス漏れを完全に防止するように構成されている。

シャフト２６の上部は、第２の通路９を横切って配置されたホルダ３１により保持されている。ホルダ３１の下端部は貫通孔２７の大径部２８に嵌入されており、その下部端面が貫通孔２７の上部開口端方向へのＯリング３０の移動を規制している。シャフト２６の下端部は、小径部２９を貫通して弁孔１２に達している。シャフト２６の上端部は、ディスク２４の下面に当接しているが、そのディスク２４の当接面はシャフト２６の軸線に直角に交わる平面に対して傾斜している。その結果、ダイヤフラム２３の軸線方向の動きが、シャフト２６に軸線方向の荷重を与えるとともに横方向の荷重をも与えるようになっている。これにより、ダイヤフラム２３の動きをシャフト２６に伝えるとき、シャフト２６に横荷重の分力が働き、ポート４の流体通路を流れる高圧冷媒に圧力変動があってもシャフト２６の動作が敏感に反応しないようにしてシャフト２６の長手方向の振動を抑制している。

また、ボディ２においてポート４及びポート７が開口する側の側面の中央には、所定深さのねじ穴３２が設けられている。このねじ穴３２は、コンプレッサ及びレシーバにつながる各配管を接続するための図示しない固定プレートを取り付ける際に、その固定プレートを固定するためのボルトを締結させるためのものである。さらに、ボディ２には、これを前後方向に貫通する図示しない一対の捨て穴が設けられている（図３参照）。この捨て穴は、ボディ２に図示しない配管を接続するための固定プレートを取り付ける際に、その固定プレートを固定するためのボルトを挿通するためのものである。

なお、ボディ２の各側面のいたるところには、ボディ２の軽量化を図るために複数の肉抜き部３３が設けられている。このような比較的複雑な形状であっても、ダイカストによれば容易に形成することができる。

次に、弁部の構成について詳細に説明する。図２は、弁部の構成を表す説明図である。（Ａ）は弁部近傍を下方（弁体に対してシャフトと反対側）からみた図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。

この弁部には、ダイカストによりボディ２に一体成形された横振動防止構造が設けられている。この横振動防止構造は、特に同図（Ｂ）に示すように、内部が弁孔１２に連通するように形成され、弁体１４をその下端部を除いて収容可能な収容部４１からなる。

この収容部４１は、特に同図（Ａ）に示されるように、その軸線周りに等間隔（約１２０度おき）で設けられた３つの係止部４２と、隣接する係止部４２の間にそれぞれ設けられた３つの通路部４３とからなり、弁体１４を取り囲むように配設されている。

係止部４２は、弁孔１２に連通する孔部の壁が部分的に内方に突出したような形状を有し、その先端が弁体１４の外周面と僅かなクリアランスをあけて配置されている。すなわち、係止部４２の先端を結ぶ仮想円の直径が、弁体１４の直径よりも上記クリアランス分大きくなるように形成されている。その結果、弁体１４が半径方向に移動したときには、係止部４２の先端が外周面にほぼ点接触にて当接してこれを半径方向に係止し、弁体１４の横振動を防止する。

一方、通路部４３は、弁体１４が収容部４１に収容されているときに、弁体１４の外周面との間に形成される冷媒通路に必要流量の冷媒の流れを確保できる大きさを有する。すなわち、このとき形成される３つの冷媒通路の断面積の総和が、弁部の全開時に弁体１４と弁座１３との間に形成される開口部の最大開口面積以上となるように形成されており、弁部を通過する必要流量の冷媒の流れが確保されるようになっている。

また、収容部４１の弁孔１２との接続部には、弁孔１２側に向って小径化するテーパ面が設けられ、その弁孔１２側の端部内周端縁によって上記弁座１３が構成されている。
次に、本実施の形態の膨張弁の製造方法の要部について説明する。図３は、膨張弁の製造方法の要部概略を示す説明図である。なお、説明の便宜上、図示においては膨張弁の形状を単純化している。

膨張弁１は、アルミニウム合金のダイカストによって製造される。本実施の形態においては、図示のような第１金型５０、第２金型６０及びマンドレル７０を含む装置が用いられる。これら第１金型５０、第２金型６０及びマンドレル７０によって、ボディ２の本体及び冷媒通路等を形成するチャンバが構成される。

第１金型５０は、ポート４及び７が位置する側であるボディ２の前半部を成形するためのチャンバ５１を有する。そのチャンバ５１内には、ポート４，７をそれぞれ形成するためのポート形成部５２，５３、ねじ穴３２の下穴を形成するためのねじ穴形成部５４、一対の捨て穴を形成するための捨て穴形成部５５が、それぞれ開口部に向って突設されている。ポート形成部５２及び５３の基端部は、図示しないが、上述したシール部材のシール面を形成するためにテーパ状になっている。また、マンドレル７０を挿通するための挿通穴を形成するマンドレル挿通部形成溝５６、及び溶融したアルミニウム合金を注入するための注入路を形成する注入路形成溝５７が、それぞれチャンバ５１に連通して設けられている。

一方、第２金型６０は、ポート５及び６が位置する側であるボディ２の後半部を成形するためのチャンバ６１を有する。そのチャンバ６１には、ポート５，６をそれぞれ形成するためのポート形成部６２，６３が、それぞれ開口部に向って突設されている。ポート形成部６２及び６３の基端部は、図示しないが、上述したシール部材のシール面を形成するためにテーパ状になっている。また、第１金型５０と組み合わせた際にマンドレル挿通部形成溝５６とともにマンドレル７０を挿通する挿通穴を形成するマンドレル挿通部形成溝６４、及び注入路形成溝５７とともに溶融したアルミニウム合金を注入するための注入路を形成する注入路形成溝６５が、それぞれチャンバ６１に連通して設けられている。

さらに、マンドレル７０は段付円筒状をなし、上述した開口部１５を形成するアジャスト部形成部７１、及び第２の通路８の弁部（弁孔１２及び収容部４１を含む）を構成する弁部形成部７２が設けられている。

そして、ボディ２を製造する際には、第１金型５０、第２金型６０及びマンドレル７０を組み立てた状態で注入路から溶融したアルミニウム合金を注入してダイカストを行う。本実施の形態においては、このアルミニウム合金として鋳造性に優れたＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系のものを使用する。具体的には、Ｓｉが９．６〜１２．０重量％、Ｆｅが０〜１．３重量％、Ｃｕが１．５〜３．５重量％、Ｍｎが０〜０．５重量％、Ｍｇが０〜０．３重量％、Ｚｎが０〜１．０重量％、Ｎｉが０〜０．５重量％、Ｓｎが０〜０．３重量％、残部がＡｌ及び不可避不純物からなるものを使用する。特に、Ｓｉを９．６〜１２．０重量％含めることにより、溶融したアルミニウム合金の流動性を良好に保持することができ、またＣｕを１．５〜３．５重量％に抑えることにより、材料の収縮欠陥を抑制することができる。

そして、そのアルミニウム合金が硬化すると、マンドレル７０を抜いた後に第１金型５０と第２金型６０とを分離する。そして、このようにして成形されたボディ２の半製品に、パワーエレメント３の取り付け穴となる開口部２０、アジャストねじ１６の取り付け穴となる開口部１５、及びねじ穴３２のそれぞれのねじ部を加工し、さらにＯリング２５の介装部と貫通孔２７を加工することにより、ボディ２が完成する。

そして、弁体１４が取り付けられたコイルスプリング１８をアジャストねじ１６に取り付け、そのアジャストねじ１６をボディ２の下側の開口部１５から挿入し、螺合して固定する。続いて、シャフト２６を挿通したホルダ３１などをボディ２の上側の開口部２０から挿入し、さらに、Ｏリング２５が装着されたパワーエレメント３を螺合して固定する。そして、この状態からアジャストねじ１６の螺入量を微調整してコイルスプリング１８による荷重を設定する。

図１に戻り、以上のように構成された膨張弁１は、エバポレータから戻ってきて第２の通路９を通過する冷媒の圧力及び温度をパワーエレメント３が感知し、その冷媒の温度が高い又は圧力が低い場合には、シャフト２６を介して弁体１４を開弁方向へ押して弁座１３からのリフト量を大きくし、逆にその温度が低い又は圧力が高い場合には、弁体１４を閉弁方向へ移動させて弁座１３からのリフト量を小さくして弁開度を制御するようにしている。一方、レシーバから供給された液冷媒は、ポート４を介して弁体１４のある空間に流入し、弁開度が制御された弁部を通過することで絞り膨張され、低温・低圧の冷媒になる。その冷媒は、ポート５から出てエバポレータに供給され、ここで車室内の空気と熱交換されて膨張弁１のポート６に戻される。このとき、膨張弁１は、エバポレータの出口の冷媒が所定の過熱度を有するようにエバポレータへ供給する冷媒の流量を制御するので、エバポレータからは冷媒が完全に蒸発された状態でコンプレッサに戻される。

以上に説明したように、膨張弁１によれば、ボディ２がアルミニウム合金のダイカストにより形成されるため、肉抜き部の多い複雑な形状であっても容易に作製することができる。例えば押出成形によればボディ２の側面の相交わる方向にそれぞれ肉抜き部を設けることは困難であるが、ダイカストによればこれを容易に行うことができる。その結果、ボディ２の形状の自由度が向上するとともに、膨張弁１の大幅な軽量化を図ることができる。また、押出加工等と比較しても切削加工を大幅に少なくして材料の歩留まりを良くすることができるため、膨張弁１の製造コストを低減させることができる。

また、弁座１３に一体成形された横振動防止構造により、弁体１４が弁部の開閉方向と直角な方向、つまり横方向へ移動するのが阻止されるため、弁体１４の横振動が防止される。その結果、弁体１４の横振動による騒音の発生がなくなる。また、横振動防止構造がボディ２をダイカスト成形する際に同時に形成されるため、切削加工等に比べて加工時間が短くなり、また材料の歩留まりも向上する。その結果、低コストに実現することができる。特に、収容部４１が複数の係止部４２及び通路部４３からなり、その形状が複雑になっているが、ダイカストによれば容易に形成できるという利点がある。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内での変化変形が可能であることはいうまでもない。図４〜図８は、それぞれ上記実施の形態の変形例を表す説明図であり、図２に対応する。なお、各図において上記実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付している。

図４は、第１の変形例に係る横振動防止構造を表す説明図である。（Ａ）は弁部近傍を下方からみた図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
第１の変形例の横振動防止構造は、その収容部１４１の横断面が略正三角形状に構成されている。この収容部１４１の３つの係止部１４２は、その三角形の各辺の中央部にあたる壁面からなり、３つの通路部１４３が、その三角形の頂部に位置する。弁体１４が半径方向に移動しようとしたときには、係止部１４２が弁体１４の外周面にほぼ点接触にて当接してこれを半径方向に係止し、弁体１４の横振動を防止する。

一方、通路部１４３と弁体１４との間に形成される３つの冷媒通路の断面積の総和が、弁部の全開時に弁体１４と弁座１３との間に形成される開口部の最大開口面積以上となるように形成されており、弁部を通過する必要流量の冷媒の流れが確保されるようになっている。

図５は、第２の変形例に係る横振動防止構造を表す説明図である。（Ａ）は弁部近傍を下方からみた図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。

第２の変形例の横振動防止構造においては、その収容部２４１が、その軸線周りに等間隔（約９０度おき）で設けられた４つの係止部２４２と、隣接する係止部２４２の間にそれぞれ設けられた４つの通路部２４３とからなり、弁体１４を取り囲むように配設されている。弁体１４が半径方向に移動しようとしたときには、係止部２４２が弁体１４の外周面にほぼ点接触にて当接してこれを半径方向に係止し、弁体１４の横振動を防止する。

一方、通路部２４３と弁体１４との間に形成される４つの冷媒通路の断面積の総和が、弁部の全開時に弁体１４と弁座１３との間に形成される開口部の最大開口面積以上となるように形成されており、弁部を通過する必要流量の冷媒の流れが確保されるようになっている。

図６は、第３の変形例に係る横振動防止構造を表す説明図である。（Ａ）は弁部近傍を下方からみた図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ矢視断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＦ−Ｆ矢視断面図である。

第３の変形例の横振動防止構造は、その収容部３４１の横断面が略正方形状に構成されている。この収容部３４１の４つの係止部３４２は、その正方形の各辺の中央部にあたる壁面からなり、４つの通路部３４３が、その正方形の頂部に位置する。弁体１４が半径方向に移動したときには、係止部３４２が弁体１４の外周面にほぼ点接触にて当接してこれを半径方向に係止し、弁体１４の横振動を防止する。

一方、通路部３４３と弁体１４との間に形成される４つの冷媒通路の断面積の総和が、弁部の全開時に弁体１４と弁座１３との間に形成される開口部の最大開口面積以上となるように形成されており、弁部を通過する必要流量の冷媒の流れが確保されるようになっている。

図７は、第４の変形例に係る横振動防止構造を表す説明図である。（Ａ）は弁部近傍を下方からみた図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＧ−Ｇ矢視断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＨ−Ｈ矢視断面図である。

第４の変形例の横振動防止構造においては、その収容部４４１が、その軸線周りに等間隔（約４５度おき）で設けられた８つの係止部４４２と、隣接する係止部４４２の間にそれぞれ設けられた８つの通路部４４３とからなり、弁体１４を取り囲むように配設されている。弁体１４が半径方向に移動したときには、係止部４４２が弁体１４の外周面にほぼ点接触にて当接してこれを半径方向に係止し、弁体１４の横振動を防止する。

一方、通路部４４３と弁体１４との間に形成される８つの冷媒通路の断面積の総和が、弁部の全開時に弁体１４と弁座１３との間に形成される開口部の最大開口面積以上となるように形成されており、弁部を通過する必要流量の冷媒の流れが確保されるようになっている。

図８は、第５の変形例に係る横振動防止構造を表す説明図である。（Ａ）は弁部近傍を下方からみた図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ矢視断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＪ−Ｊ矢視断面図である。

第５の変形例の横振動防止構造においては、その収容部５４１が、その軸線周りに等間隔（約６０度おき）で設けられた６つの係止部５４２と、隣接する係止部５４２の間にそれぞれ設けられた６つの通路部５４３とからなり、弁体１４を取り囲むように配設されている。弁体１４が半径方向に移動したときには、係止部５４２が弁体１４の外周面にほぼ点接触にて当接してこれを半径方向に係止し、弁体１４の横振動が防止される。

一方、通路部５４３と弁体１４との間に形成される６つの冷媒通路の総和が、弁部の全開時に弁体１４と弁座１３との間に形成される開口部の最大開口面積以上となるように形成されており、弁部を通過する必要流量の冷媒の流れが確保されるようになっている。

なお、上記実施の形態及び各変形例においては、アルミニウム合金のダイカストによるボディの成形を温度式膨張弁に適用した例を示したが、電磁式その他の膨張弁にも適用できることは言うまでもない。また、アルミニウム合金に限らず、亜鉛合金、マグネシウム合金、銅合金その他の金属のダイカストによりボディを形成することもできる。

実施の形態に係る膨張弁の中央縦断面図である。 弁部の構成を表す説明図である。 膨張弁の製造方法の要部概略を示す説明図である。 第１の変形例に係る横振動防止構造を表す説明図である。 第２の変形例に係る横振動防止構造を表す説明図である。 第３の変形例に係る横振動防止構造を表す説明図である。 第４の変形例に係る横振動防止構造を表す説明図である。 第５の変形例に係る横振動防止構造を表す説明図である。

符号の説明

１ 膨張弁
２ ボディ
３ パワーエレメント
８ 第１の通路
９ 第２の通路
１２ 弁孔
１３ 弁座
１４ 弁体
２６ シャフト
３１ ホルダ
３３ 肉抜き部
４１，１４１，２４１，３４１，４４１，５４１ 収容部
４２，１４２，２４２，３４２，４４２，５４２ 係止部
４３，１４３，２４３，３４３，４４３，５４３ 通路部

Claims (8)

1. 上流側から導入された冷媒を、内部の弁部を通過させることにより絞り膨張させて下流側へ供給する膨張弁において、
   金属のダイカストにより弁座が一体成形されたボディと、
   前記弁座に接離可能に配置されて前記弁部を開閉する弁体と、
   前記ダイカストにより前記弁座に一体成形され、前記弁体が前記弁座に接離する際に前記弁部の開閉方向と直角な方向への移動するのを阻止する横振動防止構造と、
   を備えたことを特徴とする膨張弁。
2. 冷凍サイクルに設けられて動作し、コンデンサ側から流入した冷媒を前記弁部を通過させることにより絞り膨張させてエバポレータへ供給し、前記エバポレータから戻ってきた冷媒の圧力と温度を感知して前記弁部の開度を制御するとともに、その冷媒をコンプレッサ側に導出する温度式膨張弁として構成され、
   前記コンデンサ側からの冷媒を導入して、中間部に設けられた前記弁部を通過させて前記エバポレータへ導出するための第１の通路と、前記エバポレータから戻ってきた冷媒を導入して前記コンプレッサ側へ導出するための第２の通路とが形成された前記ボディと、
   前記ボディにおいて、前記第２の通路に対して前記第１の通路とは反対側に設けられ、前記第２の通路を流れる冷媒の温度及び圧力を感知し、シャフトを介して前記第１の通路に配置された前記弁体に駆動力を伝達することにより前記弁部の開度を制御し、前記エバポレータへ導出する冷媒の流量を制御するパワーエレメントと、
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
3. 前記弁体を前記シャフトと反対側から支持し、前記シャフトによる駆動力と対抗する付勢力を付与するスプリングを備えたことを特徴とする請求項２記載の膨張弁。
4. 前記横振動防止構造は、前記弁座を規定する弁孔に内部が連通するとともに、上流側から前記弁体を少なくとも部分的に収容する収容部からなり、
   前記収容部は、
   前記弁体の外周面と所定のクリアランスをあけて配設され、前記弁体が横方向に移動しようとしたときに前記外周面に部分的に当接してこれを係止可能な複数の係止部と、
   隣接する前記係止部の間にそれぞれ設けられ、前記弁体との間に冷媒通路を形成する複数の通路部と、
   からなることを特徴とする請求項３記載の膨張弁。
5. 前記通路部と前記弁体との間に形成される複数の冷媒通路の断面積の総和が、前記弁部の全開時の最大開口面積以上となるように形成されたことを特徴とする請求項４記載の膨張弁。
6. 前記弁体が球状をなし、
   前記収容部は、その断面における前記係止部の内側先端を結ぶ円の直径が、前記弁体の直径よりも前記クリアランス分大きくなるように形成され、前記弁体を取り囲むように配設されていることを特徴とする請求項５記載の膨張弁。
7. 前記収容部の前記弁孔との接続部にテーパ面が設けられ、その内周端縁によって前記弁座が構成されたことを特徴とする請求項６記載の膨張弁。
8. 前記金属がアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
   

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